UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE

CENTRO DE TECNOLOGIA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL

JOHAN CARLOS BEZERRA

TELHADOS VERDES: MÉTODOS DE PESQUISA E PROPRIEDADES

Natal - RN

2018

Johan Carlos Bezerra

Telhados verdes: métodos de pesquisa e propriedades

Trabalho de Conclusão de Curso na modalidade

Monografia, submetido ao Departamento de

Engenharia Civil da Universidade Federal do

Rio Grande do Norte como parte dos requisitos

necessários para obtenção do Título de

Bacharel em Engenharia Civil.

Orientador: Prof. Dr. Fagner Alexandre Nunes

de França.

Natal - RN

2018

Seção de Informação e Referência

Sistema de Bibliotecas - SISBI

Catalogação da Publicação na Fonte. UFRN / Biblioteca Central Zila Mamede

Bezerra, Johan Carlos.

Telhados verdes: métodos de pesquisa e propriedades / Johan Carlos Bezerra. -

2018.

35 f.: il.

Monografia (graduação) - Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Centro

de Tecnologia, Curso de Engenharia Civil. Natal, RN, 2018.

Orientador: Prof. Dr. Fagner Alexandre Nunes de França.

1. Drenagem urbana - Monografia. 2. Telhados verde - Monografia. 3. Construção

sustentável - Monografia. 4. Revisão bibliográfica - Monografia. I. França,

Fagner Alexandre Nunes de. II. Título.

RN/UF/BCZM CDU 626.86:692.4

Johan Carlos Bezerra

Telhados verdes: métodos de pesquisa e propriedades

Monografia apresentada à Universidade

Federal do Rio Grande do Norte, como parte

das exigências para a obtenção do título de

Bacharel em Engenharia Civil.

Aprovado em 21 de Junho de 2018:

________________________________________

Professor Dr. Alexandre Nunes de França

________________________________________

Professora Dr.a Joana Darc Freire de Medeiros

________________________________________

Engenheiro Eduardo Eiler Batista de Araújo

Natal - RN

2018

RESUMO

Esta monografia apresenta uma revisão bibliográfica no cenário brasileiro sobre a

ciência acerca dos telhados verdes, suas características e sua eficiência ao mitigar problemas

causados pela urbanização. Os telhados verdes ou telhados vegetados são coberturas

impermeáveis com sistema de drenagem, uma camada de substrato e vegetação. Os principais

benefícios estudados pela literatura brasileira recente são: capacidade de retenção de água e

diminuição da vazão de pico em eventos de chuva; melhoria na qualidade das águas efluentes;

capacidade de isolamento térmico; impacto na umidade do ar e combate ao efeito ilha de calor.

Esse trabalho apresenta os métodos de pesquisa utilizados atualmente, resultados e descobertas

recentes sobre os telhados verdes e sugere temas de pesquisa para preencher as lacunas de

conhecimento sobre a tecnologia.

Palavras-chave: Drenagem Urbana. Revisão Bibliográfica. Construção Sustentável.

ABSTRACT

This monography presents a literature review in the brazilian scenario about green

roofs, its characteristics and efficiency at mitigating problems caused by urbanization. Green

roofs, or vegetated roofs, are impermeable surfaces on roofs with a drainage system, draining

layer, growing medium and vegetation. The main benefits studied by the brazilian literature are:

capacity of water retention and peak flow reduction in rain events; improvement in water

quality; heat insulation capacity; impact in the air relative humidity and mitigation of the urban

heat island effect. This paper presents recent research methods, results and findings about green

roofs and suggests new research themes to fulfill some knowledge gaps about technology.

Key-words: Urban Drainage. Literature Review. Sustainable Construction.

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO .............................................................................................. 11

1.1 Considerações Iniciais ..................................................................................... 11

1.2 Objetivo Geral ................................................................................................ 14

1.3 Objetivos Específicos ...................................................................................... 14

2 CONCEITOS INICIAIS .................................................................................. 14

2.1 Contexto Histórico .......................................................................................... 14

2.2 Capacidade de retenção de água e diminuição da vazão de pico ........................... 17

2.3 Melhoria na qualidade das águas efluentes ........................................................ 18

2.4 Isolamento térmico ......................................................................................... 19

2.5 Impacto na umidade do ar ................................................................................ 19

3 METODOLOGIA ........................................................................................... 19

4 RESULTADOS .............................................................................................. 20

4.1 Capacidade de retenção de água e diminuição de vazão de pico ........................... 20

4.1.1 Chuvas naturais .............................................................................................. 20

4.1.2 Chuvas Simuladas ........................................................................................... 21

4.1.3 Softwares ....................................................................................................... 23

4.2 Telhados Inclinados ........................................................................................ 24

4.3 Interferência da umidade anterior do solo na capacidade de retenção de água ........ 24

4.4 Melhoria na qualidade das águas efluentes ........................................................ 25

4.5 Isolamento térmico ......................................................................................... 26

4.6 Impacto na umidade do ar ................................................................................ 27

4.7 Combate ao efeito Ilha de Calor ....................................................................... 28

4.8 Espécies estudadas .......................................................................................... 29

5 DISCUSSÃO .................................................................................................. 31

6 CONSIDERAÇÕES FINAIS ............................................................................ 32

7 REFERÊNCIAS.............................................................................................. 33

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1 - População vivendo em áreas urbanas ...................................................................... 11

Figura 2 - Alagamento em centro urbano de Natal/RN ............................................................ 12

Figura 3 - Modelagem do efeito Ilha de Calor no Município de Ubatuba, SP ......................... 13

Figura 4 - Representação conceitual dos Jardins Suspensos da Babilônia ............................... 15

Figura 5 - Mausoléu de Augusto com árvores no telhado ........................................................ 15

Figura 6 – Camadas de um telhado verde básico ..................................................................... 16

Figura 7 - Comparação de telhados verdes com telhados convencionais................................. 18

Figura 8 – Evolução temporal de um evento pluviométrico .................................................... 21

Figura 9 – Modelos de simulação de chuva utilizados em pesquisas ....................................... 22

Figura 10 - Vazão de chuva simulada em telhado verde e em telhado convencional .............. 22

Figura 11 - Hidrograma comparativo entre telhados convencionais e telhados verdes, gerado

com dados de simulação por software ...................................................................................... 23

Figura 12 – Volume escoado ao longo do tempo de chuva ...................................................... 24

Figura 13 - Comparativo de concentração de Nitrato no volume captado de diferentes

telhados ..................................................................................................................................... 25

Figura 14 - Comparativo de concentração de Nitrato no volume captado de diferentes

telhados ..................................................................................................................................... 26

Figura 15 - Abrigos com diferentes tipos de coberturas ........................................................... 27

Figura 16 - Marcha horária ....................................................................................................... 28

Figura 17 - Comparação entre temperatura urbana .................................................................. 29

ÍNDICE DE QUADROS

Quadro 1 – Valores de runoff para simulação em telhados verdes planos e inclinados........... 24

Quadro 2 - Espécies estudadas em telhados extensivos na literatura recente ......................... 30

ÍNDICE DE ABREVIAÇÕES

C – Coeficiente de runoff

EMBRAPA – Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária

TC – Telhado de Concreto

TV – Telhado Verde

11

1 INTRODUÇÃO

1.1 Considerações Iniciais

Nos últimos anos, o mundo tem experimentado o fenômeno da urbanização, com a

população mundial vivendo cada vez mais em cidades, principalmente no Brasil (Figura 1). As

cidades foram crescendo rapidamente e muitas vezes o planejamento e a infraestrutura do local

não acompanharam isso (TUCCI, 1997).

Figura 1 - População vivendo em áreas urbanas

Fonte: Nações Unidas (2017)

Uma das consequências da urbanização é a impermeabilização do solo que previamente

suportava uma vegetação natural. Essa vegetação natural, que antes absorvia parte da chuva e

permitia outra parte infiltrar no solo, torna-se uma camada impermeável capaz de escoar

grandes volumes de água em períodos de chuva, possibilitando a ocorrência de alagamentos

(Figura 2).

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1950 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2018

Porcentagem de população em áreas urbanas no Brasil

População

12

Figura 2 - Alagamento em centro urbano de Natal/RN

Fonte: Blog de Ismaelita Melo (https://ismaelitamelo.blogspot.com/)

Outra consequência da grande densidade de pessoas, equipamentos e da retirada de

cobertura natural é o fenômeno ilha de calor. A temperatura nos centros urbanos acaba sendo

maior que nos arredores, causando desconforto térmico e aumentando os custos com

climatização.

Com o crescimento urbano, as edificações e obras de infraestrutura urbana (ruas,

passeios públicos, estacionamentos, telhados, etc.) alteram significativamente a

cobertura do solo e a topografia. Além dos impactos diretos aos ecossistemas

terrestres e aquáticos (...), ocorre o efeito Ilha de Calor urbano com substituição das

áreas verdes por superfícies compostas de concreto e asfalto. (TASSI et al., 2014)

Na Figura 3 pode-se observar o fenômeno Ilha de Calor no município de Ubatuba/SP,

o mapa foi gerado por modelagem feita em um estudo de Gomes et al. (2017). As áreas mais

densamente ocupadas apresentam uma temperatura de até 5 graus Celsius acima das áreas

circunvizinhas.

13

Figura 3 - Modelagem do efeito Ilha de Calor no Município de Ubatuba, SP

Fonte: Gomes et al. (2017)

Por causa dos efeitos colaterais da urbanização, as tecnologias sustentáveis estão

ficando cada vez mais relevantes. Uma tecnologia sustentável que contribui para o combate

desses problemas são os telhados vegetados, ou telhados verdes (LIMA, 2013). Os telhados

verdes consistem em uma camada vegetada sobre lajes e podem reter uma determinada

quantidade de água em um evento de chuva e diminuir a vazão pico de escoamento, atenuando

a carga no sistema de drenagem e possivelmente reduzindo alagamentos (LEITE et al. 2016).

Além disso, funciona bem como isolante térmico e acústico (CARNEIRO et al. 2015)

aumentando o conforto térmico, pois diminui a transferência de calor para dentro de ambientes

climatizados. Outros benefícios apontados pela literatura incluem a melhora da qualidade da

água escoada (CASTRO, 2011) e melhoria do aspecto estético (BUDEL, 2014).

Apesar dos vários benefícios da tecnologia e do fato de que algumas cidades brasileiras

já têm uma legislação que trata do tema, os telhados verdes ainda não são utilizados em larga

escala no país. As maiores cidades apresentam os vários efeitos consequentes da urbanização e

muitos poderiam ser mitigados com a utilização dos telhados vegetados.

14

1.2 Objetivo Geral

Aprofundar o conhecimento sobre o modo em que os estudos sobre os telhados verdes

são conduzidos no Brasil e apresentar o conhecimento obtido através deles.

1.3 Objetivos Específicos

Fazer um sumário das espécies de vegetação utilizadas em pesquisas com telhados

verdes extensivos no clima brasileiro.

Analisar as pesquisas feitas com telhados verdes separando-as pelo benefício produzido

na sociedade

Sugerir temas de pesquisa que preencham as lacunas de conhecimento acerca de

telhados verdes

2 CONCEITOS INICIAIS

2.1 Contexto Histórico

A tecnologia dos telhados verdes não é nova. Não se sabe ao certo quando se iniciou a

sua utilização, pois pouca evidência sobreviveu até hoje. Sua relevância na arquitetura tornou-

se notável nos zigurates da mesopotâmia, especialmente nos Jardins Suspensos da Babilônia

(cerca de 500 a.C.), um das teorias acerca dos Jardins Suspensos é de que seu propósito era

trazer um pouco da vegetação natal da esposa do rei Nabucodonosor II pois ela se sentia longe

de casa (Figura 4).

15

Figura 4 - Representação conceitual dos Jardins Suspensos da Babilônia

Fonte: Blog “Women and the garden” (http://womenandthegarden.blogspot.com)

Além dos zigurates, telhados verdes feitos de grama eram utilizados largamente em

casas dos povos vikings e europeus até a idade média, com o intuito de prover uma isolação

térmica melhor no inverno. Os romanos também tinham o hábito de plantar árvores em cima de

construções para efeito estético, como no mausoléu do imperador Augusto (Figura 5) (MAGIL,

2011).

Figura 5 - Mausoléu de Augusto com árvores no telhado

Fonte: Blog Grande Hotel (http://umgrandehotel.blogspot.com)

16

Por volta de 1960 os telhados verdes passaram a ser pesquisados em vários países,

principalmente na Alemanha e Suíça. Nos anos 70, pesquisou-se as partes do telhado verde

separadamente, como camadas impermeáveis, sistemas de drenagem, camadas retentoras de

raiz, espécies cultiváveis e solos leves. Durante esse período, a Alemanha se tornou uma

referência mundial em telhados verdes ao redor do mundo não só pela sua pesquisa como sua

larga utilização pioneira da tecnologia, com a marca de 10 milhões de m² de telhados verdes

instalados em 1996 (MAGIL, 2011).

Em escala menor, a tecnologia vem ganhando o mundo diante das novas tendências

sustentáveis na construção e planejamento de cidades. Algumas cidades já possuem legislações

específicas acerca de telhados verdes, seja com incentivos fiscais para a sua utilização ou até a

obrigatoriedade em certas condições, como visto nas cidades de São Francisco, nos Estados

Unidos (SFPD, 2017), e Toronto, no Canadá (Cidade de Toronto, 2009).

Enquanto a tecnologia dos telhados verdes no Brasil, apesar de crescente, ainda está em

estado inicial (Revista Globo), as pesquisas Brasileiras no século XXI tentam verificar,

quantificar e otimizar os benefícios que o telhado verde pode trazer para a sociedade.

Os telhados verdes são formados por pelo menos uma estrutura de base, camada de

impermeabilização, um sistema de contenção de raízes, sistema de drenagem, camada de filtro,

substrato e vegetação (LOUZADA, 2016), como exemplificado na Figura 6.

Figura 6 – Camadas de um telhado verde básico

Fonte: Site da empresa Ecotelhado (https://ecotelhado.com/)

17

A literatura costuma dividir os telhados verdes em extensivos e intensivos. Os sistemas

extensivos são mais finos (até 15cm), leves e com vegetação que suporte condições climáticas

severas (TASSI et al., 2013). Esses sistemas costumam ser adotados em virtude da carga

reduzida na estrutura, sendo da ordem de 85kg/m² (LOUZADA, 2016). Os telhados intensivos,

por sua vez, podem ultrapassar 300kg/m² (HENEINE, 2008), comportando uma vegetação

maior e tendo o melhor desempenho no controle quantitativo de águas pluviais, sendo esses

menos utilizados em edificações devido à grande carga na estrutura e elevado custo de

manutenção.

Por suas diferentes propriedades, são capazes de mitigar alguns dos problemas oriundos

da urbanização. Os problemas combatidos abordados na literatura recente (2013 a 2018) são os

seguintes:

1. Capacidade de retenção de água e diminuição da vazão de pico (JOBIM et al., 2013;

LIMA, 2013; SANTOS et al., 2013; ARAÚJO, 2014; TASSI et al., 2014; VIEIRA et

al, 2015; FERREIRA, 2015; COSTA et al., 2016;; LEITE et al., 2016; LOUZADA.,

2016; MIRANDA., 2016;

2. Melhoria na qualidade das águas efluentes (LIMA, 2013; BUDEL, 2014)

3. Isolamento térmico (CARNEIRO et al., 2015; PANZIERA et al., 2015)

4. Impacto na umidade do ar (CATUZZO, 2013 )

5. Combate ao efeito ilha de calor (GOMES et al., 2017)

2.2 Capacidade de retenção de água e diminuição da vazão de pico

Os telhados verdes têm como conhecida e talvez principal característica a capacidade

de reter água da chuva (LOUZADA, 2016; LEITE et al., 2016; COSTA et al., 2016), boa parte

em virtude da presença do solo em sua composição, que absorve a maior parcela do volume

recebido. A vegetação mantém o solo no lugar, capta e solta a água no ambiente posteriormente

por meio da evapotranspiração. A capacidade de reter água do sistema é proveniente do tipo e

espessura do substrato utilizado e do tipo de vegetação instalada (JOBIM et al., 2013). Essa

capacidade é medida por meio do Coeficiente de runoff (C), que é calculado pela seguinte

fórmula:

𝐶 =𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑒𝑠𝑐𝑜𝑎𝑑𝑜

𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑝𝑟𝑒𝑐𝑖𝑝𝑖𝑡𝑎𝑑𝑜

18

Quanto menor o coeficiente runoff, mais água está sendo retida pelo telhado verde. A

diferença do efeito de um coeficiente de runoff baixo e alto, respectivamente, está representada

na figura 7:

Figura 7 - Comparação de telhados verdes com telhados convencionais

Fonte: ARAÚJO, 2007

Além de ser capaz de reter água, foi observado que a tecnologia também é capaz de

retardar o início do escoamento e a vazão de pico (FERREIRA, 2015). Em virtude da absorção

de parte da água precipitada e da taxa de percolação do solo, a água demora mais para atingir o

efluente, causando uma redução considerável na demanda do sistema de drenagem devido à

menor vazão obtida. Se aplicado em muitas coberturas no meio urbano, é uma maneira eficiente

e limpa de mitigar o efeito das enchentes (DOUG et al. 2005).

2.3 Melhoria na qualidade das águas efluentes

A capacidade do substrato de um telhado verde e o solo atuarem como um filtro de

águas pluviais vem sendo considerada por alguns pesquisadores. Baseando-se na hipótese de

que faixas gramadas são capazes de retirar sólidos em suspensão, fósforo e nitrogênio por meio

de infiltração (CASTRO, 2011, apud PORTO, 2005), pesquisas têm sido feitas para determinar

o impacto de uma cobertura vegetada no controle qualitativo das águas pluviais urbanas

(CASTRO, 2011; LIMA, 2013; BUDEL, 2014).

19

2.4 Isolamento térmico

Todo material possui um coeficiente de condutividade térmica. A condutividade térmica

é a capacidade de um material de transferir calor, sendo quanto maior o valor do seu coeficiente,

mais rápido o calor se espalha por ele (OPENSTAX, 2012). Um concreto de 2200kg/m³, por

exemplo, tem o coeficiente de condutividade térmica por volta de 1,80 W/m.K (SACHT, 2010)

enquanto valores medianos para um telhado verde se situam na ordem de 0,568 W/m.K

(PALMEIRA, 2016).

Essa propriedade revela que um telhado composto de concreto deixa muito mais calor

entrar e sair em um ambiente do que um feito de telhado verde. Em um dia quente, um telhado

vegetado transfere menos calor para o ambiente abaixo dele, deixando-o mais confortável e

reduzindo o custo com climatização, uma vez que menos calor precisa ser retirado do cômodo

para atingir uma temperatura agradável.

2.5 Impacto na umidade do ar

Por meio da evapotranspiração, a vegetação utiliza a água armazenada nos telhados

verdes para devolvê-la na atmosfera, gerando alterações no microclima local e aumentando a

umidade nos arredores. Isso pode ajudar a melhorar o clima urbano em ambientes muito secos

tornando os arredores mais agradáveis, além de reduzir a temperatura no local por meio do

processo endotérmico de evapotranspiração (GARTLAND, 2011).

3 METODOLOGIA

A metodologia desta pesquisa consiste em analisar artigos científicos,

dissertações de mestrado e doutorado e outras publicações de revistas científicas entre os anos

de 2013 e 2018 e relatar os conhecimentos científicos alcançados separando-os pela atuação

dos telhados verdes ao mitigar diferentes problemas urbanos. A principal plataforma de

pesquisa utilizada foi o Google Acadêmico (https://scholar.google.com.br/), além do Portal

Periódicos da CAPES (http://www.periodicos.capes.gov.br/). Todos os artigos brasileiros

incluídos nesta revisão bibliográfica são de visualização livre.

20

4 RESULTADOS

4.1 Capacidade de retenção de água e diminuição de vazão de pico

Os estudos feitos nos últimos anos têm utilizado primordialmente quatro tipos de

abordagem para testar as propriedades dos telhados verdes, medir coeficientes de runoff e a

diminuição de vazão de pico. São elas: testes em coberturas reais (CATUZZO, 2013; LIMA,

2013), módulos de teste com medições de chuvas naturais (ARAÚJO et al., 2013, TASSI et al.,

2014); módulos de teste com medições de chuvas simuladas (COSTA et al., 2016; LOUZADA,

2016; MIRANDA, 2016) e modelagem computacional (SANTOS et al., 2013; LEITE et al.,

2016).

4.1.1 Chuvas naturais

Os estudos com chuvas naturais exigem um pluviômetro nas imediações do local de

pesquisa e dependem do ciclo natural de chuvas para a coleta de dados.

A maioria dos estudos encontrados utilizam as chuvas naturais nas medições dos

telhados verdes. O custo reduzido torna a opção mais ideal para a realização de estudos sobre

retenção de água e atraso de escoamento. Os estudos realizados nesse estilo conseguiram notar

e se aprofundar em diversos aspectos sobre os telhados verdes, como a diferença de retenção

de água ao longo das estações (TASSI et al., 2013), após observar módulos de teste por um

período de 17 meses; Moruzzi (2014) fez testes com diferentes inclinações de telhado verde e

notou diferenças em seu desempenho; a interferência da umidade anterior foi notada por TASSI

et al. (2013) após analisar várias chuvas sucessivas, e diferença de desempenho entre espécies

(LIMA, 2013).

Os resultados têm afirmado repetidamente a capacidade de retenção de água, como pode

ser visto na Figura 8 que evidencia a diferença entre um telhado verde e um de fibrocimento.

Essa retenção pode chegar a 100% (C = 0) em chuvas com 10mm ou menos de precipitação

total (TASSI et al, 2013). Um valor interessante encontrado foi a capacidade de armazenamento

de um telhado verde com 8cm de substrato, que foi de 12,1mm/m² (TASSI et al, 2013),

indicando que chuvas menores ou iguais a essa grandeza podem resultar em coeficiente de

runoff igual a zero.

21

Figura 8 – Evolução temporal de um evento pluviométrico

Fonte: FERREIRA (2015)

4.1.2 Chuvas Simuladas

Louzada (2016), aponta que, devido ao clima local do Rio Grande do Norte, nem sempre

é viável a utilização das chuvas naturais para testar os módulos em virtude de grandes períodos

de escassez de chuva, sendo necessária a utilização de uma chuva simulada para a execução das

pesquisas. Dois tipos de simulações de chuvas foram encontrados na literatura recente, sendo

irrigação com mangueira e simulador (Figura 9), sendo esse método já foi utilizado no passado

pelo mesmo motivo (NETO, 2012). Os experimentos com chuvas simuladas possibilitam um

maior número de dados coletados em lugares em que esse processo demoraria bastante e

permitem ao pesquisador regular a intensidade da chuva a ser testada. Entretanto, o aparato

exigido encarece o custo da pesquisa, requer mais horas de trabalho e calibrações a fim de

alcançar o resultado mais parecido com uma chuva real (LOUZADA, 2016). Desde níveis mais

simples, utilizando apenas uma mangueira ou com um sistema de tubos, aspersores e proteção

do vento, os trabalhos com chuvas simuladas conseguem dados que corroboram com as teorias

sobre os telhados verdes, mostrando-se uma abordagem alternativa eficiente.

22

Figura 9 – Modelos de simulação de chuva utilizados em pesquisas. a) Irrigação com

mangueira, b) Irrigação com aspersores (equipamento colocado acima do módulo)

a) b)

Fonte: COSTA (2016); LOUZADA (2016)

Os módulos testados dessa maneira também mostraram atraso no início do

escoamento, coeficiente de runoff inferior a um telhado convencional e redução da vazão de

pico, como pode-se observar na Figura 10 (COSTA et al., 2016).

Figura 10 - Vazão de chuva simulada em telhado verde

Fonte: Adaptado de LOUZADA (2016)

23

4.1.3 Softwares

A utilização de softwares para avaliar a performance de um telhado verde tem se

mostrado muito útil. Com o auxílio do computador, é possível fazer testes de performance de

um telhado verde sem construir o módulo, como mostrado por Leite et al. (2016). Além disso,

se bem calibrada, torna-se uma ferramenta fundamental para medir o impacto da instalação dos

telhados verdes em uma área específica. Entretanto, percebe-se uma dificuldade de programar

os softwares para se obter uma simulação mais realista uma vez que algumas propriedades dos

telhados verdes ainda não são bem conhecidas, como o impacto da umidade antecedente na

absorção da água pelo solo ou a influência de diferentes tipos de vegetação (Santos et al., 2013).

Santos et al. (2013) utilizou o software Hydros-1D para simular o funcionamento de um

telhado verde tendo como dados de entrada os coletados a partir de um experimento real com

módulos de teste e verificou um comportamento similar a um telhado verde real. Tassi et al.,

(2014) em sua simulação, utilizando dados de chuva entre 2005 e 2010 pelo método de balanço

de volumes, verificou uma redução média de 75% do volume escoado no telhado. Outro

exemplo interessante da utilização de softwares para avaliar o impacto dos telhados verdes foi

feita por Leite et al. (2016) no campus da Universidade Federal de Cuiabá: A simulação

demonstrou (Figura 11) que a implantação de telhados verdes em 100% das coberturas do

campus reduziria em 18% a vazão de pico na região que sofre com alagamentos durante

períodos de chuvas e poderia desafogar o sistema caso tivesse sido/fosse implantada.

Figura 11 - Hidrograma comparativo entre telhados convencionais e telhados verdes, gerado com dados de

simulação por software

Fonte: LEITE et al. (2016)

24

4.2 Telhados Inclinados

As pesquisas têm mostrado que os telhados verdes inclinados, apesar de ainda ter um

coeficiente de runoff inferior aos telhados impermeáveis, são menos eficientes na retenção de

água da chuva do que os telhados verdes planos, tendo a sua eficiência reduzida conforme

aumenta a inclinação (MORUZZI, 2014). Louzada (2016), em sua pesquisa encontrou os

seguintes valores (Quadro 1):

Quadro 1 – Valores de runoff para simulação em telhados verdes

planos e inclinados

Fonte: Adaptado de LOUZADA (2016)

4.3 Interferência da umidade anterior do solo na capacidade de retenção de água

As pesquisas sobre retenção de água e atraso de início de escoamento de telhados verdes

notaram grandes diferenças no coeficiente de runoff para eventos de precipitação semelhantes

(TASSI et al., 2014; LOUZADA et al., 2016). Esse fenômeno tem sido atribuído à umidade

anterior do solo, tendo impacto significativo na capacidade de retenção do telhado verde

(SANTOS et al.; MORUZZI et al., 2014). Miranda (2016) utilizou o método de contar dias de

estiagem para tentar determinar esse impacto no desempenho como mostrado na Figura 12.

Figura 12 – Volume escoado ao longo do tempo de chuva

Fonte: MIRANDA(2016)

Duração de chuva Orientação Coeficiente Runoff

20 min Plano 0.35

20 min Inclinado 0.52

30 min Plano 0.47

30 min Inclinado 0.51

25

Os resultados evidenciam claramente um maior volume retido pelo telhado verde ao

ficar 8 dias sem chuva. Entretanto, os dias de estiagem não são um elemento preciso de

determinação pois outros fatores podem afetar a umidade do solo, que é o parâmetro de

influência principal. Este parâmetro, por falta de estudos no tema, ainda não é considerado nas

simulações das outras pesquisas utilizadas.

4.4 Melhoria na qualidade das águas efluentes

Apesar de algumas fontes citarem os faixas gramadas como uma alternativa de controle

qualitativo das águas pluviais (CASTRO 2011 apud PORTO 2005) e ressalvarem que o efluente

de telhados verdes pode ser usado para fins domésticos ( CASTRO, 2011), os estudos recentes

não corroboram com essa hipótese. Captando água escoada e infiltrada por diferentes telhados

verdes e passando por testes em laboratório, estudos recentes mostram que os telhados verdes

podem não cumprir essa função, pois o seu efluente provou não atender os requisitos básicos

para o consumo doméstico se comparado com a NBR 15527, a Portaria 2.914 e os parâmetros

estabelecidos pelo EMBRAPA (LIMA; 2013; BUDEL, 2014).

. Na Figura 13 podemos observar inconsistência dos resultados, tornado difícil

determinar o efeito do telhado verde na turbidez. Na Figura 14, a maioria das águas efluentes

apresentam uma quantidade bem superior de Nitrato, várias vezes ultrapassando o limite

aceitável estabelecido pela Portaria 2.914 de 10mg/L para águas de uso doméstico (BUDEL,

2014).

Figura 13 - Comparativo de turbidez de diferentes telhados*

Fonte: BUDEL (2014)

*O valor alto de turbidez no último dia é atribuído a um erro de leitura

26

Figura 14 - Comparativo de concentração de Nitrato no volume captado de diferentes telhados

Fonte: LIMA (2013)

Lima (2013) encontrou níveis inadequados de Cloro, Ph e sólidos dissolvidos e turbidez

nos efluentes dos telhados verdes estudados, o potencial de reduzir a qualidade da água também

foi observado por Budel (2014), que encontrou altos níveis de fosfato, nitrato e E. coli. Para

que os efluentes desses telhados pudessem ser utilizados para fins domésticos, conclui Budel,

deveria ser utilizado um tratamento microbiológico das águas do sistema. Por hora, sabe-se que:

A qualidade da água da chuva captada em telhados verdes é dependente de vários

aspectos, dentre eles: (1) característica do telhado (espessura da camada de solo,

composição do solo, vegetação e tipo de drenagem), (2) idade do telhado e (3)

frequência da manutenção do telhado, incluindo fertilização, substituição de plantas e

replantio. (BUDEL, 2014)

4.5 Isolamento térmico

O modelo de pesquisa utilizado para investigar as capacidades de um telhado verde

como isolante térmico consiste na construção de abrigos com diferentes coberturas e medição

das temperaturas internas por meio de termômetros e captura de imagens

termográficas(PANZIERA et al., 2015).

27

Figura 15 - Abrigos com diferentes tipos de coberturas

Fonte: PANZIERA et al. (2015)

Em sua pesquisa, Carneiro et al. (2015) observou que as coberturas verdes reduziram as

temperaturas superficiais medidas na face interna das coberturas, em até 5,3 graus Celsius. Em

outro estudo conduzido por Panziera et al. (2016), um ambiente com um telhado verde instalado

apresentou temperaturas 3 graus inferiores a um ambiente com um telhado convencional

quando a temperatura externa estava acima de 30 graus. Diante disso, percebe-se que a literatura

corrobora fortemente com a hipótese de que os telhados verdes têm a capacidade de manter as

temperaturas internas de ambientes mais baixas em climas tropicais e aumentar o conforto

térmico.

4.6 Impacto na umidade do ar

A influência dos telhados verdes na umidade relativa do ar tem sido feita pela utilização

de sensores de umidade instalados em diferentes coberturas (CATUZZO, 2013). Na Figura 16

pode-se ver os dados coletados por sensores de umidade em diferentes horários no dia. Para

esse dia, nota-se uma diferença de quase 10% de umidade relativa ao comparar um telhado de

concreto (TC) com as partes leste e oeste de um telhado verde (TVL e TVO).

28

Figura 16 - Marcha horária - S1 TVL e S2 TVO - Telhados verdes; S3 TC - Telhado de Concreto

Fonte: CATUZZO (2013)

Sabe-se que as discrepâncias de umidade relativa do ar entre um telhado verde intensivo

e um telhado convencional de concreto podem chegar até 15,7% (CATUZZO, 2013). Sendo

provado o impacto de uma vegetação na umidade relativa do microclima em que está situado.

4.7 Combate ao efeito Ilha de Calor

Fatores oriundos do processo de urbanização, como o aumento das superfícies de

absorção térmica, impermeabilização dos solos, alterações na cobertura vegetal, concentração

de pessoas, equipamentos e veículos contribuem para o efeito Ilha de Calor, o qual faz a

temperatura dos centros urbanos ser maior do que as áreas vizinhas (BARROS E LOMBARDO,

2017). A relação da remoção da cobertura vegetal e o efeito ilha de calor é objeto de vários

estudos, como por exemplo o da Figura 17, feito para na cidade de São Paulo:

29

Figura 17 - Comparação entre temperatura urbana (a) e área foliar (b)

a) b)

Fonte: Adaptado de BARROS E LOMBARDO (2016)

Na Figura 17, nota-se a relação direta da falta de cobertura vegetal e o aumento da

temperatura local, pois as áreas mais quentes são justamente as que têm menor área foliar. A

utilização de telhados verdes pode restaurar um pouco dessa cobertura vegetal retirada e

diminuir a temperatura nos centros urbanos.

4.8 Espécies estudadas

Os artigos utilizados nessa revisão bibliográfica utilizaram diversas espécies em seus

estudos e estão explicitadas no Quadro 2. A utilização de diferentes espécies é importante para

o aumento das possíveis soluções estéticas escolhidas para os telhados verdes e a

biodiversidade. Além disso, ao se buscar a eficiência máxima em um telhado verde, comparar

o desempenho de diferentes espécies faz-se necessário uma vez que a vegetação escolhida

influencia no desempenho (LIMA, 2013).

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Quadro 2 - Espécies estudadas em telhados extensivos na literatura recente

Autor Espécies

TASSI et al. (2014)

Kalanchoe blossfeldiana (Calanchôe)

Plectranthus barbatus (Boldo-de-jardim)

Chlorophytum comosum (Clorofito)

Asparagus-densiflorus ‘sprengeri’ (Aspargo-pendente)

Echeveria (Rosas de Pedra)

ROSETTI et al. (2013)Alternanthera sp. (Periquito vermelho e Periquito prata)

Cuphea sp. (Erica)

PANZIERA et al. (2015) Axonopus compressus (Grama de São Carlos)

LIMA (2013)Aloe vera (Babosa)

Melocactus zehntneri (Coroa-de-Frade)

SANTOS et al. (2013)Melocactus macrodiscus (Coroa-de-frade)

Cynodium dactylum (Grama-de-burro)

JOBIM et al. (2013)Axonopus compressus (Grama de São Carlos)

Kalanchöe blossfeldiana (Calanchôe)

ARAÚJO et al. (2013) Zoysia Japonica (Grama-esmeralda)

COSTA et al. (2016) Zoysia Japonica (Grama-esmeralda)

FERREIRA (2015) Zoysia Japonica (Grama-esmeralda)

LOUZADA (2016) Zoysia Japonica (Grama-esmeralda)

MIRANDA (2016) Zoysia Japonica (Grama-esmeralda)

BUDEL (2014) Zoysia Japonica (Grama-esmeralda)

CARNEIRO et al. (2015)Zoysia Japonica (Grama-esmeralda)

Arachis repens (Grama amendoim)

LEITE et al. (2016)Zoysia japônica (Grama-esmeralda)

Ixora coccínea (Ixora)

31

5 DISCUSSÃO

A característica dos telhados verdes mais estudada no Brasil é a capacidade de reter

água e atrasar o início do escoamento. Esse aspecto é reafirmado repetidamente em toda a

literatura, seja com módulos inclinados, saturados, com chuvas simuladas ou reais.

As simulações revelam um grande potencial de avaliar o impacto e viabilidade de

instalação das coberturas verdes e deveriam ser foco de mais estudos, pois ainda existem

parâmetros não considerados como o efeito da umidade antecedente ou da vegetação escolhida

na alteração do coeficiente de runoff.

Algumas espécies aplicáveis em telhado verdes ainda não foram objeto de estudo, como

por exemplo: Bulbine frutescens (Bulbine); Callisia repens (Dinheiro em penca); Clusia

fluminensis (Clúsia); Plectranthus neochilus (Boldinho); Lantana camara (Lantana);

Sphagneticola trilobata (Vedélia); Trandescantia zebrina (Lambari) e Trandescantia zebrina

purpuri (Lambari Roxo); Tropaeolum majus (Capuchinha); Tulbaghia violácea (Alho social) e

Verbena hybrida (Verbena) (ECOTELHADO, 2018).

Os estudos com a qualidade da água escoada pelos telhados verdes mostram que a sua

composição pode prejudicar a qualidade da água em alguns aspectos. Para tornar a tecnologia

mais sustentável, faz-se necessário estudos para determinar substratos com menor impacto na

qualidade da água. Além disso, há a possibilidade de se trabalhar com solos especializados,

mais leves, para contornar um dos maiores problemas dos telhados vegetados, que é a grande

carga na estrutura.

Além disso, a atuação dos telhados verdes como isolante térmico vivo é bem pertinente

uma vez que as cidades estão cada vez mais quentes e o uso de ar condicionados vai se

difundindo no meio urbano, aliado a grandes custos. Uma área interessante de estudo seria

determinar o impacto de um telhado verde no gasto de energia com a climatização de uma

construção.

Para efeito comparativo, foi buscado na literatura estrangeira os temas estudados, e

observou-se que alguns não são estudados no Brasil, sendo isso também uma oportunidade de

estudos na área. São eles, a capacidade de captura de carbono dos telhados verdes (GETTER et

al. 2009), redução de ruído (YANG et al. 2012) e aumento da biodiversidade (BRENNEISEN,

2003).

32

6 CONSIDERAÇÕES FINAIS

Essa revisão bibliográfica tornou possível a visualização de um panorama do estado da

pesquisa acerca dos telhados verdes no Brasil. A tecnologia tem se provado bastante

sustentável, sendo uma adição positiva no meio urbano capaz de mitigar os efeitos da remoção

de vegetação e impermeabilização do solo. As pesquisas tornam cada vez mais possível fazer

simulações de telhados verdes e acredita-se que em breve será possível analisar o impacto da

tecnologia em uma grande área urbana, como uma cidade. Esse tipo de análise pode chamar a

atenção das autoridades legisladoras para que aprovem leis que incentivem e regulamentem o

uso da tecnologia, pois sem isso a sua utilização será apenas exótica uma vez que a maioria dos

benefícios são aproveitados mais pela sociedade como um todo do que pelo proprietário

individualmente.

Além disso, as pesquisas contribuem, pouco a pouco, para a elaboração de sistemas mais

eficientes e com um menor impacto no ambiente, mesmo sendo uma tecnologia já utilizada faz

muitos séculos.

Estudos utilizando as vegetações brasileiras e no clima brasileiro são interessantes uma

vez que trabalham com variáveis próximas da nossa realidade, podendo assim obter resultados

e expectativas mais realistas quanto ao funcionamento dos telhados verdes no ambiente do

Brasil.

33

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